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    四方變頻器在壓鑄機上的改造方案

    2014-06-09 14:13:03    來源:   評論:0 點擊:
    一、 力勁壓鑄機工作原理  力勁壓鑄機通常采用液壓傳動,其結構包含壓射裝置、開合模裝置、液壓傳動裝置和電氣控制裝置,后者的作用是保
    一、 力勁壓鑄機工作原理
     
      力勁壓鑄機通常采用液壓傳動,其結構包含壓射裝置、開合模裝置、液壓傳動裝置和電氣控制裝置,后者的作用是保證壓鑄機預定工序的要求和動作程序準確有效地工作。
     
      力勁壓鑄機中液壓傳動裝置主要由油泵、液壓控制閥、壓力電磁比例閥、流量電磁比例閥、各種不同的動作油缸、油泵電機及其它液壓附件和管道組成,液壓傳動系統中的動力由電機帶動油泵提供。其中,油泵是定量油泵,電動機提供額定功率和轉速,油泵將電動機所輸入的機械能轉變為壓力能,然后向液壓系統的液壓元件輸送具有一定壓力和流量的液壓油,滿足液壓執行機構驅動負載所需能量的要求。
     
      力勁壓鑄機成型工藝是一個按照預定的周期性動作過程,即以合模à壓射前儲能à壓射à保壓à回錘、冷卻à開模à取出制品à將被壓鑄件放入模具中—合模等加工工序達到某件產品成型。各個過程所需的速度和壓力因不同工藝而不同,即所需的液壓油流量不同,因而壓鑄機整個動作過程對油泵電機來說是個變負載過程。在定量泵壓鑄機液壓系統中,油泵電機始終以恒定轉速提供恒定流量的液壓油,各個動作中相應多余的液壓油則通過溢流閥回流,從而造成電能的浪費。此外,壓鑄機工作中還有節流損耗和設計余量損耗。采用變頻節能柜改造后,可以大量減少以上損耗,實現節電。因此,對力勁壓鑄機閥控電液模式進行變頻節能改造很有必要,很有潛力。
     
      二、 壓鑄機變頻改造節電原理
     
      根據壓鑄機的工藝要求,把壓鑄機工作過程中的各動作的壓力流量模擬信號0-1A加在變頻節能柜的輸入端作為變頻器的頻率給定信號,變頻器通過對其比例閥壓力流量0-1A信號進行實時采樣并計算,使輸出頻率隨比例閥的模擬信號成線形變化,在需要壓力和流量較小的工藝過程中使電機轉速降低,從而降低電機的輸出功率,在冷卻和半成品置入過程中可以讓電機停轉或低速運轉,使電機在整個負載范圍內的能量損耗達到小程度。
     
      三、 四方E680系列節電柜
     
      針對壓鑄機工作情況,我們設計生產了E380變頻節能柜。為了避免在變頻狀態出故障時不對生產造成影響,E680變頻節能柜采用工頻變頻可切換模式,即KM2閉合工作在變頻節能狀態,KM1閉合工作在工頻狀態,一旦變頻部分出現問題時可以很方便地切換到工頻狀態,這樣不會影響生產的正常進行。在變頻改造的時候,我們不需要改動其原來的電氣線路,只需將變頻節能柜串進電路即可,不用改動1QF、1KM1、KMY和KM△原有星三角啟動電路的元氣件。變頻節能柜的變頻器的開啟由KM2和KM△的常開控制。
     
      1)主回路電氣圖,如圖一:

     

      圖一 主回路電氣圖
     
      2、E680系列變頻節能柜控制電路
     
      圖二為壓鑄機E680變頻節能柜控制電路框圖。圖中,SB1為工頻/節能轉換開關,選用三位開關;SB2為變頻器復位按鈕;控制回路設置4個顯示燈,分別顯示電源上電狀態,工頻運行狀況,節能運行狀況,故障狀況。其中故障信號由變頻器TA、TC輸出;KM2為節能狀態運行接觸器;KM1為工頻運行狀態接觸器。
     
      圖二 壓鑄機E680變頻節能柜控制電路框圖
     
      3、改造后壓鑄機和E680變頻節電柜信號線連接,如圖三。
     
      圖三改造后壓鑄機和E680變頻節電柜信號線連接圖
     
      4、E680變頻節能柜還有輸入電抗器、直流電抗器和輸出電抗器可以選配。
     
      輸入電抗器的作用;用來限制電網電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊,平滑電源電壓中包含的尖峰脈沖,或平滑橋式整流電路換相時產生的電壓缺陷, 有效地保護變頻器和改善功率因數,它既能阻止來自電網的干擾,又能減少整流單元產生的諧波電流對電網的污染。
     
      直流電抗器的作用:直流電抗器接在變頻系統的直流整流環節與逆變環節之間,主要用途是將疊加在直流電流上的交流分量限定在某一規定值,保持整流電流連續,減小電流脈沖值,使逆變環節運行更穩定及改善變頻器的功率因數。
     
      輸出電抗器的作用:輸出電抗器主要作用是補償長線分布電容的影響,并能抑制輸出諧波電流,提高輸出高頻阻抗,有效抑制dv/dt.減低高頻漏電流,起到保護變頻器,減小設備噪聲的作用。電容器在補償功率的時候,往往會受到諧波電壓和諧波電流的沖擊,造成電容器損壞和功率因數降低,為此,需要在補償的時候進行諧波治理。
     
      四.壓鑄機變頻節能柜改造后的效果
     
      1. 對電動機有多種智能保護功能:如:過流、過載、過壓、欠壓、缺相等。
     
      2. 變頻器與壓鑄機同步運行,調試完成投用后無需任何調節,即使更換模具和改變加工參數,均無需對變頻節能控制器進行調整;并且出現故障隨時進行工頻/變頻互相切換。
     
      3. 改善電網功率因素,降低無功損耗;避免油泵馬達的強沖擊電流起動,限制其起動電流在馬達額定電流以內,極大地延長液壓油泵馬達與油泵的使用壽命。
     
      4. 改造后壓鑄機液壓油發熱明顯降低,一般比改造前平均油溫降低15℃以上,液壓油使用壽命可得到延長;壓鑄機冷卻用水量可節省20%以上,延長密封件的使用壽命;智能壓力控制,可有效防止機械沖擊,延長設備和模具使用壽命和機械精度。
     
      5. 根據其成型工藝的要求,將其電液壓力比例與流量比例控制系統轉化為實時的負荷跟蹤,實現節電。
     
      五.投資回報分析
     
      1.月用電量180T 15KW壓鑄機一個月工作26天,平均每天工作20小時,平均運行電流為25A:
     
      月運行電功率=1.732×U×I(加載電流)×COSφ×月運行時間/1000
     
      月運行電功率=1.732×U×I(加載電流)×COSφ ×520小時/1000
     
      =1.732×380×25×0.85 ×520/1000
     
      =7273千瓦/時
     
      平均節電率按15%估算,電費按1元計算,每月每臺180T壓鑄機節能改造后節省電費1091元。一年可以節省電費13092元。
     
      該臺設備投資成本=------元 ?;厥掌?----元÷1091元=約--個月
     
      2.月用電量280T 18.5KW壓鑄機一個月工作26天,平均每天工作20小時,平均運行電流為33A:
     
      月運行電功率=1.732×U×I(加載電流)×COSφ×月運行時間/1000
     
      月運行電功率=1.732×U×I(加載電流)×COSφ ×520小時/1000
     
      =1.732×380×33×0.85 ×520/1000
     
      =9600千瓦/時
     
      平均節電率按15%估算 ,電費按1元計算,每月每臺280T壓鑄機節能改造后節省電費1440元。一年可以節省電費17280元。
     
      該臺設備投資成本=------元 ?;厥掌?----元÷1440元=約 ---個月

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